Dans l'eau, les électrons quasi libres endommagent l'ADN

Publié par Redbran le 11/01/2019 à 14:00
Source: CNRS-INC
Comme les dégâts à l'ADN entraînent la mort cellulaire ou la formation de tumeurs, les radiations et phénomènes capables de les provoquer ou les traiter sont très étudiés. Des scientifiques du Laboratoire de chimie physique (LCP, CNRS/Université Paris-Sud) et des universités de Kyoto, d'Osaka, de Tokyo et d'Oakland ont ainsi montré la première fois le rôle que jouent certains électrons dans la rupture des brins d'ADN. Ces travaux, publiés dans Nature Communications, aident à mieux comprendre ces atteintes à l'ADN et ouvrent des solutions pour traiter les tumeurs.


Avec assez d'énergie, les électrons rompent des liens entre atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement...) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote...)
©Ma et al.

Sous irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons alpha,...), des espèces chimiques telles que l'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se traduisant par « allant, qui va ».) hydroxyde (OH.) ou le peroxyde (Un peroxyde est un composé chimique de formule générale R-O-O-R', le groupe -O-O- étant appelé peroxyle (abrégé "peroxo" quand il est mis en préfixe). Ces composés comportent une...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (H2O2) vont apparaître dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et causer des dégâts sur l'ADN, dont l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...) physiologique est principalement composé d'eau. Certaines hypothèses soutenaient que des électrons quasi libres pouvaient également abîmer le matériel génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.). En effet, lorsque des électrons sont injectés dans un milieu aqueux, les molécules d'eau absorbent leur énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps...) puis s'organisent autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) de l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.) pour former un électron dit hydraté. Avant le processus d'hydratation (L'hydratation désigne plusieurs phénomènes liés à l'eau.), et pendant quelques dizaines de femtosecondes, soit des cent mille milliardièmes de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est...), l'électron est dit quasi libre et conserve assez d'énergie pour dégrader l'ADN. Mais face à un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) aussi bref, les mesures manquaient pour confirmer le phénomène.

Des chercheurs du Laboratoire de chimie physique (La chimie physique est l’étude des bases physiques des systèmes chimiques et des procédés. En particulier, la description énergétique des diverses transformations fait partie de la chimie physique....) (LCP, CNRS/Université Paris-Sud) et des universités de Kyoto, d'Osaka, de Tokyo et d'Oakland ont cependant enfin prouvé que les électrons quasi libres endommageaient bien l'ADN, en provoquant la rupture de ses brins. Leur méthode, utilisée conjointement en France et au Japon, synchronise l'émission d'un électron et une observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très...) laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme...) sur des fragments d'ADN. Ces travaux poussent à mieux prendre en compte les dégâts causés par ces électrons, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en considérant que ces dommages peuvent également être infligés aux cellules cancéreuses afin de détruire des tumeurs par irradiation.

Références publication:
Jun Ma, Anil Kumar, Yusa Muroya, Shinichi Yamashita, Tsuneaki Sakurai, Sergey A. Denisov, Michael D. Sevilla, Amitava Adhikary, Shu Seki, Mehran Mostafavi
Observation of dissociative quasi-free electron attachment to nucleoside via excited anion radical in solution
Nature Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...),...) – janvier 2019
DOI: 10.1038/s41467-018-08005-z

Contact chercheur:
Mehran Mostafavi, LCP UMR8000, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) Paris-Sud, Université Paris-Saclay
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